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绿水青山：现代农业水资源管理与高效灌溉技术 本书深度聚焦于当前全球水资源短缺背景下，现代农业如何实现可持续发展与水资源高效利用的迫切需求。 这部专著汇集了国内外顶尖的水资源专家、农业工程师和生态学家的最新研究成果与实践经验，旨在为农业生产者、政策制定者、科研人员以及水利规划部门提供一套全面、系统且可操作的现代农业水管理和灌溉技术解决方案。全书内容涵盖了从宏观的水资源规划到微观的田间灌溉决策支持的各个层面，力求实现“用最少的水，种出最好的粮”。 全书共分为六大部分，约1500页的篇幅，内容详实，配有大量案例分析、数据图表和高清实景照片，确保理论与实践的紧密结合。 --- 第一部分：全球农业水资源挑战与可持续利用的战略框架（约250页） 本部分首先构建了理解现代农业用水困境的宏观视角。 第一章：全球水资源供需失衡的驱动力分析。 详细剖析了气候变化（极端天气事件频率增加）、人口增长带来的粮食需求压力、水污染对可用水源的侵蚀，以及传统粗放型农业灌溉模式的低效率等核心问题。重点探讨了“虚拟水贸易”的概念及其对国家水安全战略的影响。 第二章：农业水资源管理的政策与法规演进。 梳理了不同国家和地区在水权分配、水价形成机制、流域综合管理（IWRM）等方面的政策变迁。特别引入了“蓝色水足迹”和“绿色水足迹”的量化评估方法，指导地方政府制定基于生态承载力的农业发展规划。 第三章：构建可持续农业用水的战略框架。 提出了以“节水优先、高效利用、科学调度、生态友好”为核心的可持续水管理战略。探讨了如何通过跨部门协作机制（农业、水利、能源部门联动）实现水资源的优化配置。 --- 第二部分：精准农业与水文信息集成技术（约300页） 本部分着重介绍如何利用现代信息技术获取和处理水文信息，为精准决策提供科学依据。 第四章：遥感技术在农田尺度的水分监测中的应用。 深入讲解了多源遥感数据（如MODIS、Landsat、Sentinel）在作物冠层温度、蒸散发量（ET）反演中的原理与应用。提供了从卫星图像到田间尺度的分辨率提升与数据融合技术。 第五章：土壤水分实时监测与预测模型。 详细介绍了土壤水分传感器（TDR, FDR, 中子探针）的布设、数据校准与长期维护。引入了基于机器学习的土壤水分动态预测模型，特别是如何将气象预报数据与土壤持水特性相结合，实现未来72小时的灌溉需水预报。 第六章：基于物联网（IoT）的农田水肥一体化监控系统。 阐述了低功耗广域网络（LPWAN）在农业环境数据采集中的优势。系统设计部分详细描述了传感器节点、数据传输网关、云平台及移动端App的架构，重点强调了系统的稳定性和抗干扰能力。 --- 第三部分：高效节水灌溉系统的设计与优化（约350页） 本部分是全书的技术核心，详细介绍了各类高效灌溉技术的原理、实施细节及效益评估。 第七章：滴灌与微喷灌系统的精细化设计。 不仅涵盖了压力补偿滴头、迷宫式滴头的选型，还重点探讨了基于地块异质性的可变流率滴灌设计。引入了水力模拟软件（如EPANET）在管网优化中的应用，以最小化水头损失和能耗。 第八章：先进喷灌技术——精准喷洒与低压应用。 集中讨论了中心支轴式（CA）和侧移式（Lateral Move）喷灌机的升级换代，特别是低压管线和变频驱动系统的集成。详细分析了喷头雾化特性与风漂损失的关系，提出了针对不同作物和风速条件的喷嘴组合策略。 第九章：地下灌溉（SDI）技术的潜能与挑战。 深入研究了埋设在根区以下的灌溉管道技术。对比了SDI在减少蒸发损失和抑制杂草生长方面的优势，同时也详细分析了其在堵塞预防、维修成本控制以及长期对土壤健康影响方面的工程挑战及应对方案。 第十章：灌溉调控的智能化策略。 介绍了基于作物生理指标（如茎流、叶面温差）的闭环灌溉控制系统。阐述了如何根据作物的不同生长阶段（苗期、营养生长、生殖生期）动态调整灌溉量和灌溉频率，实现“按需供水”。 --- 第四部分：水分生产效率（WUE）最大化实践（约300页） 本部分从生物学和管理学角度，探讨如何提高每一滴水产生的经济效益和生物产出。 第十一章：作物水分生产效率的生理学基础。 剖析了光合作用与水分利用效率之间的权衡机制（C3/C4作物差异）。引入了WUE的日变化模型，指导用户选择最佳的灌溉时间窗口。 第十二章：土壤管理与保水技术。 探讨了土壤有机质含量、覆盖种植（秸秆还田、地膜覆盖）对土壤孔隙度和入渗率的影响。详细介绍了生物炭、高吸水性聚合物（SAP）等土壤改良剂在干旱和半干旱地区的保墒应用效果。 第十三章：优良节水作物品种选育与种植结构调整。 总结了耐旱品种的分子标记辅助选择（MAS）技术进展。提出了基于区域气候特征和水资源承载力的作物轮作与间作模式，以平衡水分消耗与产量风险。 --- 第五部分：非常规水源的综合利用（约150页） 为应对水源枯竭，本部分聚焦于再生水和集雨技术的工程化应用。 第十四章：再生水在农业灌溉中的安全标准与处理技术。 详细介绍了市政污水、工业废水经深度处理（如膜生物反应器MBR、人工湿地）后用于农业灌溉的技术要求、重金属和病原体控制标准。 第十五章：雨水和地表径流的集蓄利用技术。 介绍了不同地理环境下（山丘区、平原区）的集雨工程（如梯田蓄水、小型水窖、塘坝系统）的规划设计规范，以及如何通过渗滤和净化确保集蓄水的质量。 --- 第六部分：案例分析与未来展望（约100页） 第十六章：全球节水灌溉的成功案例深度剖析。 选取了包括美国加州中央谷地、以色列内盖夫沙漠、中国华北平原在内的五个典型区域，对他们实施的综合水管理方案（技术集成、政策激励、农民培训）的投入产出比进行了量化对比分析。 第十七章：未来农业水管理的技术前沿与展望。 探讨了人工智能（AI）在复杂水资源调度中的应用前景，以及农业系统向碳中和目标迈进过程中水管理面临的新课题。 --- 本书特色： 跨学科融合： 完美整合了水文学、土壤学、遥感信息科学和农学原理。 工程实用性强： 每一章的结尾均附有“工程设计自检清单”和“成本效益评估模型”。 数据驱动： 全书引用了超过500篇近五年的高水平期刊文献，数据详实可靠。 本书适用于 农业水利工程师、农场管理者、水资源规划师、政府涉农部门决策者，以及相关高校的硕博士研究生。通过系统学习，读者将能够掌握实现农业用水强度降低30%以上，同时保证或提高产量的核心技术路径。
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